JPH0984363A - インバータのデッドタイム補償方法 - Google Patents
インバータのデッドタイム補償方法Info
- Publication number
- JPH0984363A JPH0984363A JP7267601A JP26760195A JPH0984363A JP H0984363 A JPH0984363 A JP H0984363A JP 7267601 A JP7267601 A JP 7267601A JP 26760195 A JP26760195 A JP 26760195A JP H0984363 A JPH0984363 A JP H0984363A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- inverter
- value
- dead
- output voltage
- compensation
- Prior art date
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- Pending
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- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 インバータのデッドタイムの補償を
周波数の全領域で安定して実現すると共に，ソフトウェ
アによるデッドタイム補償処理のスピードを早くするこ
とを目的とする。 【構成】 インバータの上下のスイッチング素
子のパルス指令値のデッドタイム補償値を，インバータ
の設定周波数の０及び最大値で可級的に０にしたインバ
ータのデッドタイム補償方法。
周波数の全領域で安定して実現すると共に，ソフトウェ
アによるデッドタイム補償処理のスピードを早くするこ
とを目的とする。 【構成】 インバータの上下のスイッチング素
子のパルス指令値のデッドタイム補償値を，インバータ
の設定周波数の０及び最大値で可級的に０にしたインバ
ータのデッドタイム補償方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，インバータのＰＷＭ制
御出力で誘導電動機を速度制御するものにおいて，イン
バータの上下スイッチング素子の短絡を防止するインバ
ータのデッドタイム補償方法に関するものである。
御出力で誘導電動機を速度制御するものにおいて，イン
バータの上下スイッチング素子の短絡を防止するインバ
ータのデッドタイム補償方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来実施されているインバータは図１に
示す如く，Ｒ，Ｓ，Ｔは３相交流電源，１は順変換器で
３相交流電源を直流変換し，２は逆変換器で直流をＰＷ
Ｍ制御で交流に変換し，３は誘導電動機負荷である。こ
の従来のインバータで誘導電動機を速度制御する場合，
ＰＷＭ制御のキャリア周波数による騒音を防止するため
にキャリア周波数を高くする必要があるが，図１に示す
上下のスイッチング素子Ｕ＋とＵ−，Ｖ＋とＶ−，Ｗ＋
とＷ−のアーム短絡防止期間（デッドタイム）による波
形歪成分により出力トルクのリップルの増大，軽負荷に
対する不安定運転の原因となっていた。
示す如く，Ｒ，Ｓ，Ｔは３相交流電源，１は順変換器で
３相交流電源を直流変換し，２は逆変換器で直流をＰＷ
Ｍ制御で交流に変換し，３は誘導電動機負荷である。こ
の従来のインバータで誘導電動機を速度制御する場合，
ＰＷＭ制御のキャリア周波数による騒音を防止するため
にキャリア周波数を高くする必要があるが，図１に示す
上下のスイッチング素子Ｕ＋とＵ−，Ｖ＋とＶ−，Ｗ＋
とＷ−のアーム短絡防止期間（デッドタイム）による波
形歪成分により出力トルクのリップルの増大，軽負荷に
対する不安定運転の原因となっていた。
【０００３】図２に示すように，ＰＷＭ指令電圧ＵＯＮ
に対して誘導電動機３に図１に示すように電流ｉ＋が流
出する場合は１回分の出力電圧Ｕ＋がデッドタイムＴｄ
分が少なくなり，逆に誘導電動機３から図１に示すよう
に電流ｉ−が流入する場合は，出力電圧Ｕ−がデッドタ
イムＴｄ分だけ多くなる。図３に示す如く，インバータ
出力の相順がＷ，Ｖ，Ｕの順番で相電流ｉＵ，ｉＶ，ｉ
Ｗが流出の場合「１」，流入の場合「０」とし，電流ベ
クトルＩとデッドタイムＴｄによる出力電圧の損出平均
値ΔＵＵ，ΔＵＶ，ΔＵＷは図３の如くになり，電流ベ
クトルＩが分かれば出力電圧の損失ΔＶの方向が分か
り，その損失ΔＶを指令電圧Ｖに加えれば出力電圧の損
失の補償ができる。
に対して誘導電動機３に図１に示すように電流ｉ＋が流
出する場合は１回分の出力電圧Ｕ＋がデッドタイムＴｄ
分が少なくなり，逆に誘導電動機３から図１に示すよう
に電流ｉ−が流入する場合は，出力電圧Ｕ−がデッドタ
イムＴｄ分だけ多くなる。図３に示す如く，インバータ
出力の相順がＷ，Ｖ，Ｕの順番で相電流ｉＵ，ｉＶ，ｉ
Ｗが流出の場合「１」，流入の場合「０」とし，電流ベ
クトルＩとデッドタイムＴｄによる出力電圧の損出平均
値ΔＵＵ，ΔＵＶ，ΔＵＷは図３の如くになり，電流ベ
クトルＩが分かれば出力電圧の損失ΔＶの方向が分か
り，その損失ΔＶを指令電圧Ｖに加えれば出力電圧の損
失の補償ができる。
【０００４】従来のデッドタイム補償の具体的例とし
て，図４で示すものはハードウェアの方法で，パルス指
令値ＴＯＮに加算器４，５でデッドタイム補償値Ｔｄ，
−Ｔｄを加算して逆変換器２をＰＷＭ制御する方法と，
図５に示すソフトウェアによる方法はステップ１００で
インバータの出力電圧指令値の計算をし，ステップ１０
１でＰＷＭパルス指令値ＴＯＮの計算をし，ステップ１
０２でインバータの出力電流の方向によってパルス指令
値ＴＯＮ±デッドタイムＴｄの計算をし，ステップ１０
３でパルス指令値ＴＯＮ±デッドタイムＴｄの上・下限
の計算をし，ステップ１０４でＴＯＮ±Ｔｄによるデッ
ドタイム補償をしていた。
て，図４で示すものはハードウェアの方法で，パルス指
令値ＴＯＮに加算器４，５でデッドタイム補償値Ｔｄ，
−Ｔｄを加算して逆変換器２をＰＷＭ制御する方法と，
図５に示すソフトウェアによる方法はステップ１００で
インバータの出力電圧指令値の計算をし，ステップ１０
１でＰＷＭパルス指令値ＴＯＮの計算をし，ステップ１
０２でインバータの出力電流の方向によってパルス指令
値ＴＯＮ±デッドタイムＴｄの計算をし，ステップ１０
３でパルス指令値ＴＯＮ±デッドタイムＴｄの上・下限
の計算をし，ステップ１０４でＴＯＮ±Ｔｄによるデッ
ドタイム補償をしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は，デッドタイ
ムの補償方法としてハードウェアによる方法ではよけい
な制御回路を必要とし，又，ソフトウェアによる補償方
法では高キャリア周波数でプログラム実行時間を早くし
なければならない問題点があった。
ムの補償方法としてハードウェアによる方法ではよけい
な制御回路を必要とし，又，ソフトウェアによる補償方
法では高キャリア周波数でプログラム実行時間を早くし
なければならない問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では，インバータ
の上下のスイッチング素子のパルス指令値のデッドタイ
ム補償値を，インバータの設定周波数の０及び最大値で
可級的に０にすることでデッドタイム補償をした。
の上下のスイッチング素子のパルス指令値のデッドタイ
ム補償値を，インバータの設定周波数の０及び最大値で
可級的に０にすることでデッドタイム補償をした。
【０００７】
【発明の作用】デッドタイム補償のためのよけいなハー
ドを使用することなく，デッドタイム補償値を可変にす
ることでインバータの全領域で安定した補償ができ，プ
ログラムの分段処理によってプログラム処理のスピード
を早めることができる。
ドを使用することなく，デッドタイム補償値を可変にす
ることでインバータの全領域で安定した補償ができ，プ
ログラムの分段処理によってプログラム処理のスピード
を早めることができる。
【０００８】
【実施例】以下図６〜図１０に基づいて説明すると，
Ｒ，Ｓ，Ｔは３相交流電源，２０は順変換器で交流電源
を直流に変換し，２１は平滑用のコンデンサ，２２は逆
変換器で直流をＰＷＭ制御で交流に変換し，２３は誘導
電動機負荷，２４は１チップＣＰＵでＰＷＭ発生手段２
５とデッドタイム補正手段２６を有し，２７は周波数指
令器であり，以上で誘導電動機２３を速度制御するイン
バータを構成している。
Ｒ，Ｓ，Ｔは３相交流電源，２０は順変換器で交流電源
を直流に変換し，２１は平滑用のコンデンサ，２２は逆
変換器で直流をＰＷＭ制御で交流に変換し，２３は誘導
電動機負荷，２４は１チップＣＰＵでＰＷＭ発生手段２
５とデッドタイム補正手段２６を有し，２７は周波数指
令器であり，以上で誘導電動機２３を速度制御するイン
バータを構成している。
【０００９】インバータの出力電圧ベクトルＶ１〜Ｖ６
と電流ベクトルＩ１〜Ｉ６の関係は図７に示す如くであ
り，例えば電圧ベクトルＶ１を（００１）に設定し，電
流ベクトルＩ１を（００１）になった時に，Ｕ相の出力
電圧がＯＮ，Ｖ相の出力電圧がＯＦＦ，Ｗ相の出力電圧
がＯＦＦとなり，Ｕ相電流ｉＵ＋が誘導電動機２３方向
に流れ，Ｖ相電流ｉＶ−とＷ相電流ｉＷ−が，誘導電動
機２３から直流方向に図６の如く流れる。Ｕ相電流がｉ
Ｕ＋の時，デッドタイムＴｄによる電圧損失は−Ｖ直流
・Ｔｄであるので，補償すべき電圧ＶｄはＶｄ＝Ｖ直流
・Ｔｄとなり，Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の補償電圧は表１の如く
となる。
と電流ベクトルＩ１〜Ｉ６の関係は図７に示す如くであ
り，例えば電圧ベクトルＶ１を（００１）に設定し，電
流ベクトルＩ１を（００１）になった時に，Ｕ相の出力
電圧がＯＮ，Ｖ相の出力電圧がＯＦＦ，Ｗ相の出力電圧
がＯＦＦとなり，Ｕ相電流ｉＵ＋が誘導電動機２３方向
に流れ，Ｖ相電流ｉＶ−とＷ相電流ｉＷ−が，誘導電動
機２３から直流方向に図６の如く流れる。Ｕ相電流がｉ
Ｕ＋の時，デッドタイムＴｄによる電圧損失は−Ｖ直流
・Ｔｄであるので，補償すべき電圧ＶｄはＶｄ＝Ｖ直流
・Ｔｄとなり，Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の補償電圧は表１の如く
となる。
【００１０】
【表１】
【００１１】ここで，インバータの出力電圧が０の近傍
では，デッドタイム補償前の電圧指令値ＶＯＵｔからな
る補償電圧Ｖｄになる場合，表１の通りに補正すれば，
過補正になって出力電圧が不安定になる恐れがあり，出
力電圧Ｖが最大値の近傍では，デッドタイム補償値Ｖｄ
での補償ができなくなる。また，電圧指令値ＶＯＵｔ＋
Ｖｄ大なる１００％の場合，完全にＶｄでの補正もでき
なくなる。そこでＰＷＭ補償値Ｖｄを図８に示す如く，
出力電圧の０及び最大値の近傍では補償値Ｖｄが小さく
なるように係数ｈを設定する。出力指令電圧ＶＯＵｔが
０及び最大値の近傍では補償値Ｖｄ′＝ｈ・Ｖｄで設定
する。
では，デッドタイム補償前の電圧指令値ＶＯＵｔからな
る補償電圧Ｖｄになる場合，表１の通りに補正すれば，
過補正になって出力電圧が不安定になる恐れがあり，出
力電圧Ｖが最大値の近傍では，デッドタイム補償値Ｖｄ
での補償ができなくなる。また，電圧指令値ＶＯＵｔ＋
Ｖｄ大なる１００％の場合，完全にＶｄでの補正もでき
なくなる。そこでＰＷＭ補償値Ｖｄを図８に示す如く，
出力電圧の０及び最大値の近傍では補償値Ｖｄが小さく
なるように係数ｈを設定する。出力指令電圧ＶＯＵｔが
０及び最大値の近傍では補償値Ｖｄ′＝ｈ・Ｖｄで設定
する。
【００１２】次に図９に基づいて，キャリア周期毎に算
出するプログラムを説明すると，ステップ２００で電流
ベクトルによってインバータのＶ（出力電圧）±Ｖ
ｄ（補償値）の計算をし，ステップ２０１で出力電圧Ｖ
のＰＷＭパルス指令値ＴＯＮの計算をし，ステップ２０
２で補償したＰＷＭ指令パルスを出力する。
出するプログラムを説明すると，ステップ２００で電流
ベクトルによってインバータのＶ（出力電圧）±Ｖ
ｄ（補償値）の計算をし，ステップ２０１で出力電圧Ｖ
のＰＷＭパルス指令値ＴＯＮの計算をし，ステップ２０
２で補償したＰＷＭ指令パルスを出力する。
【００１３】図１０に基づいて，ｄなるキャリア周期で
ある一定時間毎に，補償値Ｖｄとインバータ出力電流，
ベクトルの方向を算出するプログラムを説明すると，ス
テップ３００で指令電圧Ｖｏｕｔと図８のｈ値によって
Ｖｄ値を計算する。ステップ３０１でインバータの出力
電流の位相によって電流ベクトルの方向を計算し，結果
を図９のフローチャートで使用する為にＲＡＭに記憶す
る。この部分はキャリア周期毎の計算ではない為，キャ
リア周期毎に行なう図９の計算時間が短くなる。
ある一定時間毎に，補償値Ｖｄとインバータ出力電流，
ベクトルの方向を算出するプログラムを説明すると，ス
テップ３００で指令電圧Ｖｏｕｔと図８のｈ値によって
Ｖｄ値を計算する。ステップ３０１でインバータの出力
電流の位相によって電流ベクトルの方向を計算し，結果
を図９のフローチャートで使用する為にＲＡＭに記憶す
る。この部分はキャリア周期毎の計算ではない為，キャ
リア周期毎に行なう図９の計算時間が短くなる。
【００１４】
【発明の効果】本発明は，ハードウェアを追加すること
なくデッドタイムの補償のプログラム制御が早くできる
と共に，デッドタイムによる出力電圧の波形歪をインバ
ータの出力周波数全領域で安定した補償が得られた。
なくデッドタイムの補償のプログラム制御が早くできる
と共に，デッドタイムによる出力電圧の波形歪をインバ
ータの出力周波数全領域で安定した補償が得られた。
【図１】従来のインバータのブロック回路図。
【図２】従来のインバータパルス指令の説明図。
【図３】従来のインバータ出力波形の説明図。
【図４】従来のハードによるデッドタイム補償方法の説
明図。
明図。
【図５】従来のソフトウェアによりデッドタイム補償方
法のフローチャート図。
法のフローチャート図。
【図６】本発明に係るインバータのブロック回路図。
【図７】インバータの出力電圧，出力電流のベクトル
図。
図。
【図８】インバータの周波数に対するデッドタイム補償
係数を示す図。
係数を示す図。
【図９】本発明のデッドタイム補償方法のソフトウェア
フローチャート図。
フローチャート図。
【図１０】本発明のデッドタイム補償方法のソフトウェ
アフローチャート図。
アフローチャート図。
【符号の説明】１ 順変換器２ 逆変換器 ３ 誘導電動機負荷 ４ 加算器 ５ 加算器２０ 順変換器２２ 逆変換器 ２３ 誘導電動機２４ １チップＣＰＵ ２５ ＲＷＭ発生手段 ２６ デッドタイム補正手段 ２７ 周波数指令器
Claims (1)
- 【請求項１】交流電源を直流に変換する順変換器と，該
順変換器の出力をＰＷＭ制御で交流に変換する逆変換器
と，該逆変換器の出力で誘導電動機を速度制御するイン
バータにおいて，前記逆変換器の上下スイッチング素子
が短絡することなく，ＯＮ，ＯＦＦをするパルス指令値
と，該上下スイッチング素子のパルス指令値を補償する
デッドタイム補償値と，該デッドタイム補償値をインバ
ータの設定周波数が０及び最大値で可級的に０にしたイ
ンバータのデッドタイム補償方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7267601A JPH0984363A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | インバータのデッドタイム補償方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7267601A JPH0984363A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | インバータのデッドタイム補償方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0984363A true JPH0984363A (ja) | 1997-03-28 |
Family
ID=17447003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7267601A Pending JPH0984363A (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | インバータのデッドタイム補償方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0984363A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6362593B1 (en) | 2001-01-05 | 2002-03-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus and method for compensating dead time of motor |
| JP2006352957A (ja) * | 2005-06-13 | 2006-12-28 | Denso Corp | 同期モータの制御装置 |
| JP2010252434A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Denso Corp | 回転機の制御装置 |
| EP1971020A3 (en) * | 2007-03-16 | 2011-09-21 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device for driving motor, three-phase motor and motor driving apparatus with the semiconductor device and fan motor |
| CN105958887A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-09-21 | 范波 | 一种运用到矢量控制中的逆变器死区补偿***及补偿方法 |
| CN117318471A (zh) * | 2023-11-28 | 2023-12-29 | 深圳库马克科技有限公司 | 一种igbt死区时间补偿方法、***、设备及介质 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08256498A (ja) * | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | デットタイム補正機能を有するｐｗｍインバ−タ |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP7267601A patent/JPH0984363A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08256498A (ja) * | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Toyo Electric Mfg Co Ltd | デットタイム補正機能を有するｐｗｍインバ−タ |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4706344B2 (ja) * | 2005-06-13 | 2011-06-22 | 株式会社デンソー | 同期モータの制御装置 |
| EP1971020A3 (en) * | 2007-03-16 | 2011-09-21 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor device for driving motor, three-phase motor and motor driving apparatus with the semiconductor device and fan motor |
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| US8278854B2 (en) | 2009-04-10 | 2012-10-02 | Denso Corporation | Control device for electric rotating machine |
| CN105958887A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-09-21 | 范波 | 一种运用到矢量控制中的逆变器死区补偿***及补偿方法 |
| CN117318471A (zh) * | 2023-11-28 | 2023-12-29 | 深圳库马克科技有限公司 | 一种igbt死区时间补偿方法、***、设备及介质 |
| CN117318471B (zh) * | 2023-11-28 | 2024-03-22 | 深圳库马克科技有限公司 | 一种igbt死区时间补偿方法、***、设备及介质 |
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